Устройство контроля прямолинейности образующей цилиндрической детали

Устройство контроля прямолинейности образующей цилиндрической детали

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей . Для этого в устройстве дополнительно установлены четвертый , пятый и шестой датчики с измерительными щупами, а также механизм прямолинейного движения корпуса и датчик пройденного пути движения корпуса На опорной поверхности измерительной платформы смонтированы две направляющие линейки для фиксации направления движения корпуса. Ось четвертого щупа параллельна оси первого щупа, ось пятого щупа параллельна оси вторе го щупа, а ось шестого щупа параллельна оси третьего щупа Первый и четвертый щупы жестко связаны с концами первой измерительной линейки, второй и пятый щупы жестко связаны с концами второй измерительной линейки, третий и шестой щупы жестко связаны с концами третьей измерительной линейки. Оси измерительных линеек расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси контролируемой детали. 3 ил. (л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИА ЛИС Т ИЧЕ СК ИХ РЕСПУГЛИК. Ы 1749697 А1

s G 01 В 5/24, В 21 0 3/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .

Г1О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ÊÍÒ СССР Ф1 ",,г, ф $ .Д

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф.

Сс

0 4 стко установлены равномерно по длине корпуса и контролируют отклонение от прямолинейности в фиксированных точках, что не позволяет контролировать текущие значения отклонения от прямолинейности по всей длине объекта контроля.

Кроме того, конструкция корпуса ме исключает его прогиб. так как измерительные наконечники, контактируя с обьектом контроля, деформируют его с усилием, равным . измерительному от каждого измерительного наконечника, что влияет на точность измерения и не позволяет измерять отклонения от прямолинейности с учетом изменения текущего значения диаметра в каждой контролируемой точке, (21) 4873273/28 (22) 11,10.90 (46) 23.07.92, Бюл. М27 (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро Ilo погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного объединения "Потенциал" (72) Е.Г.Бражник, Е.С.Колесник, С.B.Èñàêîâ, В,Ф.Шульга, В.С.Головко. А.И.Шеметов и

В.B,Ñîðîêà (56) Авторское свидетельство СССР

М 1392337, кл. G 01 В 5/28, 1986.

Авторское свидетельство СССР

N 538760. кл. В 21 1 3/10, 1973. (54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ ОБРАЗУЮЩЕЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения — повыше-. ние точности измерений и расширение

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля прямолинейности образующей цилиндрических деталей. в частности вала погружного электродвигателя. . Известно устройство для измерения отклонения от прямолинейности. содержащее корпус и расположенные на его торцах базовые опоры, на корпусе между опорами расположены отсчетные узлы с измерительными наконечниками, выполненмыми в виде соосно установленных подшипников . качения, а центр тяжести устроиства распо ложем в плоскости. равноудаленной от базовых опор.

Недостатком данного устройства является то. что измерительные наконечники жефункциональных воэможностей: Для этого в устройстве дополнительно установлены четвертый, пятый и шестой датчики с измерительными щупами, а также механизм прямолинейного движения корпуса и датчик пройденного пути движения корпуса. На опорной поверхности иэмерительной платформы cMoHTvðîààíû две направляющие линейки для фиксации направления движения корпуса. Ось четвертого щупа параллельна оси первого щупа. ось пятого щупа параллельна оси вторсго щупа, а ось шестого щупа параллельна оси третьего щупа.

Первый и четвертый щупы жестко связаны с концами первой измерите lbHoA линейки, второй и пятый щупы жестко связаны с концами второй измерительной линейки, третий и шестой щупы жестко связаны с концами третьей измерительной линейки.

Оси измерительных линеек расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси контролируемой детали, 3 ил, 1749697

50

Наиболее близким по технической сущности является механизм для измерения прогиба цилиндрических деталей, встроенный в устройстве для ориентации деталей в правильном процессе, содержащий корпус. установленный на опорную поверхность измерительной платформы, три датчика с измерительными щупами, три измерительные линейки. центры которых связаны со щупами, и блок обработки сигналов, снимаемых с датчиков, причем оси первого и второго щупов распо ложены параллельно, а ось третьего щупа — перпендикулярно опорной пОверхности измерительной платформы.

Недостатком данного устройство является то, что возйойные угловые смещения измерительных. линеек при вариациях поло, жения контролируемой детали приводят к существенному увеличению погрешностей измерения. Кроме того, в данном устройстве оси измерительных линеек не расположены в одной плоскости, что также приводит к дополнительным погрешностям измерений из-за неточного определения текущего значения диаметра контролируемой детали. Известное устройство обладает также ограниченными функциональными возможностями вследствие невозможности точной привязки койтролируемого отклонения прямолинейности образующей цилиндрическОй детали к линейной координате, связлнной с ее длиной.

Цель изобретения — повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля прямолинейности образующей цилиндрической детали, содержащее корпус, установленный на опорную поверхность измерительной платформы, три датчика с измерительными щупами, три измерительные линейки и блок обработки сигналов, снимаемых с датчиков, причем оси первого и второго щупов расположены параллельно, а ось третьего щупа.— перпендикулярно опорной поверхности измерительной платформы, снабжено дополнительными четвертым, пятым и шестым датчиками с измерительными Щупами, механизмом перемещения корпуса вдоль конт1юлируемой детали, датчиком пройденного пути корпуса и двумя направляющими линейками, установленными на опорной поверк.ности измерительной платформы и предназначенными для фиксации направления перемещения корпуса. причем ось из мерительного щупа четвертого датчика параллвльна оси щупа первого датчика, ocb щупа пятого датчика параллельна оси щупа . второго датчика. а ось.щупа шестого датчика параллельна оси щупа третьего датчика, щупы первого и четвертого датчиков; <естко связаны с концами первой измерительной линейки, щупы второго и пятого датчиков жестко связаны с концами второй измерительной линейки. щупы третьего и шестого датчиков жестко связаны с концами третьей измерительной линейки, а оси измерительных линеек расположены в одной плоскости, перпендикулярной направляющим линейкам, Установка в устройство дополнительных датчиков (четвертого. пятого, шестого) с измерительными щупами и их жесткая связь с измерительными линейками полностью исключает перекос линеек в процессе их калибровки,а параллельность осей четвертого и первого, пятого и второго, шестого и третьего щупов исключает заклинивание щупов в процессе их перемещения, а их жесткая связь с измерительными линейками устраняет также зазоры между ними.

Расположение осей измерительных линеек в одной- плоскости, перпендикулярной направляющим линейкам, обеспечивает высокую точность измерения. При этом точность измерений повышается благодаря уменьшению погрешностей. связанных с угловым смещением измерительных линеек. Расширяются также функциональные возможности устройства в силу того, что использование механизма перемещения корпуса вдоль контролируемой детали с датчиком пройденного пути позволяет увязать контролируемое отклонение образующей цилиндрической детали с линейной координатой, связанной с длиной контролируемой детали.

На фиг.1 показано устройство со схемой подключения блока обработки сигналов, общий вид; на фиг.2 — то же. вид сверху; на фиг.3 — вид А на фиг.1.

Устройство содержит П-образный корпус 1,:установленный на опорную поверхность измерительной платформы 2, шесть датчиков 3 — 8 с измерительными щупами 9 — 14, три измерительные линейки 15 — 17, контролируемую деталь 18. две направляющие линейки 19 и 20, механизм 21 перемещения корпуса 1 вдоль контролируемой детали 18, датчик 22 пройденного пути движения корпуса 1 и блок 23 обработки сигналов, Первый измерительный щуп 9 с одной стороны соединен с первым датчиком З..a c другой стороны — с кОнцом первой измерительной линейки 15. Четвертый измерительный щуп 12 расположен так. что его ось параллельна оси первого щупа 9. и в то же время он с одной стороны соединен с четвертым датчиком 6. а с другой стороны — с

1749697 движения по первому варианту. Возможна тельный щуп 13 расположен, так что его ось также реализация датчика пройденного пуконцом второй измерительной линейки 16, 10 концов направляющей линейки 19 (или 20) третий измерительный щуп 11 с одной.сто- устанавливается оптический отражатель. роны соединен с третьим датчиком 5; а с Перед проведением измерений отклодругой стороны — с концом третьей измери- нейия от прямолинейности образующей цительной линейки 17. Шестой измеритель- лйндрической детали, например вала ный щуп 14 расположен так, что его ось 15 погружного электродвигателя, устройство параллельна оси третьего щупа 11, и в то же " калибруется по специальной:методике с повремя он с.одной стороны соединен с шес- мощью образцовых кольцевых мер. Размер тым датчиком 8; а с другой стороны — с (диаметр) первой меры соответствует номивторым концом третьей измерительной ли- нальному диаметру контролируемого вала нейки 17. В стенках корпуса 1 выполнены 20 18, а второй меры — сумме размеров номипрецизионные сквозные отверстия (не по- нального диаметра и допустимой величины казаны), в которых расположены измери- отклонения от прямолинейности контролительные щупы 9 — 14 так, что их оси.и оси . руемого вала. При калибровке датчиков наизмерительных линеек 15.:.—. 17 находятся в боры кольцевых мер йоочередно вводятся одной плоскости, перпендикулярной на- 25 между рабочими, поверхностями измериправляющим лийейкам.::," тельйых линеек 15 — 17 и опорной поверхно Датчики 3 — 8 могут быть выполнены; стью измерительнoA ïëàòôîðìû 2 и фиксируют в блоке 23 обработки сигналов например, в виде упругих. титановых балок, на консольные части которых наклеены, с .. уровнй (параметры) электрических сигнадвух сторон тензорезисторы. включенные 30 лов, электрических сигналов, поступающих электрически по схеме полумоста (рези- - с датчиков 3 — 8. Это позволяет обеспечистивного делителя напряжения). Один ко-, ватьметрологическиработуустройствавзанец такой балки соединяется жестко с данном диапазоне измерений корпусом 1 устройства, а другой консоль- . : .. Устройство контроля прямолинейности ный соприкасается с соответствующим" 35 образующей цилиндрической детали рабоизмерительным щупом. При подаче питаю-, тает следующим образом. щего напряжения на полумост, образован- : " В-начальном положении" корпус 1 устный тенэорезисторами, на выходе : ройства устанавливают на измерительной существует электрический сигнал в виде.на- .; платформе 2 так, чтобы на выходах датчиков пряжения, пропорционального линейному: 40 3 — 8 появились электрические сигналы, свиперемещению измерительного щупа, содетельствующие о том, чго измерительные прикасающегося с консольной частью он-. щупы 9 — 14 заняли положения, при которых ногодатчика. В качестведатчиков вданном- измерительные линейки 15 — 17:своими устройстве могут быть применены также оп.-. - . рабочими поверхностями коснулись конттикоэлектронные, электромагнитные. емко - 45 ролируемого вала 18, предварительно улостные и другие датчики, преобразующие женного между направляющими линейками линейные перемещения измерительных щу- . 19 и 20 и зафиксированного фиксаторами на пов в изменения параметров электрическо- его торцовых поверхностях. В этом случае го сигнала..:: ..: .. на выходах датчиков:3 - 8 появляются элек-.

50 трические сигналы с соответствующими паВ качестве механизма 21 перемещенйя раметрами (уровнями, к -орые поступают в корпуса вдоль контролируемой детали мо- блок 23 обработки сигналов. В блоке 23 па-гут быть применены жестко прикрепленные раметры (уровнй) сигналов, снимаемых с датчиков, обрабатываются в соответствии к корпусу 1 электродвигатели, на валы которых посаженй колеса, соединяемые с 55 со следующим алгоритмом. помощью зубчатой или фрикционной пере- Параметры (уровни или напряжения) дачи с направляющими линейками 19 и 20.. сигналов, снимаемых с первого 3, второго 4, Возможна также реализация механизма 21 четвертого 6 и пятого 7 датчиков, суммирув другом конструктивном исполнений, на- ются: 11+ iz+ (4+ I; = Ig. По величине. этой суммы Ig судят о значении текущего диаметпример в виде тросовой тяги и т.п вторым концом первой измерительной линейки 15. Второй измерительный щуп 10 с одной стороны соединен с вторым датчиком

4, а с другой стороны .— с концом второй измерительной линейки 16. Пятый измери-. 5 параллельна оси второго щупа 10. и в то же время он с одной стороны соединен с пятым датчиком 7, а с другой стороны — с вторым

Датчик 22 пройденного пути может быть выполнен в виде счетчика оборотов колес. насаженных на электродвигатели при реализации механизма 21 прямолинейного ти в виде оптико-электронного дальномерного устройства, жестко соединенного с корпусом, В последнем случае на одном из

1749697 ра sana. Параметры сигналов. снимаемых с отклонение образующей цилиндри:: ской третьего 5 и шестого 8 датчиков, суммиру- детали с линейной координатой, связанной ются:1з+ l6= Igo, затем иэ полученной суммы с длиной контролируемой детали. вычитается предыдущая сумма lg, т.е, Ig0- Ф о р мул а и эо бр е те н и я

lg = 10. Полученная разность lo пропорциа- 5 Устройство контроля прямолинейнойальна отклонению образующей контроли- сти образующей цилиндрической детали, рувмого вала от прямолинейности и по ней содержащее корпус. установленный на судят о велИчине этого отклоненйя. опорную поверхность измерительной платВ динамическом режиме включается формы, три датчика с измерительными щумеханизм 21 перемещения корпуса, под 10 пами, три измерительные линейки и блок воздействием которого корпус 1 медленно обработки сигналов, снимаемых с.датчиков.

: передвигается вдоль направляющих линеек причем оси первого иаторого щупов распо19 и 20. При этом измерительные линейки ложены параллельно, а ось третьего щупа—

15- 17 скользят вдоль образующей контро- перпендикулярйо опорной. поверхности излируемого- вала 18 и на выходах датчиков 15 мерительной платформы, о т л и-ч а ю щe е3 — 8 появляются изменения параметров с я тем; что, с целью повышения точности сигналов, которые обрабатываются в блоке измерений и расширения функциональных

23 в соответствии с указанным алгоритмом,: воэможностей, устройство снабжено дополПо изменению величины суммарного сйгна- . нительными четвертым; пятым и шестым ла lg судят об изменении величины диамет- 20 датчиками с измерительными щупами, мера контролируемого вала, а по изменению ханиэмом йеремещения корпуса вдоль кон-lo — об изменейии величины отклонения об- тролируемой детали, датчиком пройденного разующей контролируемого вала от прямо- пути корпуса и двумя направляющими ли- линейности. При этом с выхода датчика 22 .йейками; установленными на опорной попройдеНного пути в блок 23 обработки по- 25 верхности измерительной платформы и ступает сигнал, параметры которого связа- предназначенными для фиксации направлеНЫ С ЛИНЕйНОй КООРДИНатОй ВДОЛЬ:. НИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КОРПУСа, ПРИЧЕМ ОСЬ Иэобразующей контролируемого вала 18, Это мерительного- щупа четвертого датчика позволяет увязать контролируемые теку- параллельна оси щупа. первого датчика, ось щий диаметр и отклонение образующей от 30 щупа пятого датчика параллельйа оси щупа прямолинейности контролируемого вала с второгодатчика,аосьщупа щестогодатчика линейной координатой, связанной с длиной параллельна оси щупа третьего датчика, щувала; : . . nb! первого и четвертого датчиков жестко связаны с концами первой измерительной

Использование предложенного устрой- 35 линейки, щупы второго и пятого датчиков ства контроля прямолинейности образую- жестко связаны с концами второй измерищей цилиндрической деталй обеспечит . тельной линейки,:щупы третьего и шестого высокую точность измерений и более широ- датчиков жестко связаны с концами третьей кие функциональные воэможности за счет измерительной линейки, а оси измерительуменьшенйя погрешностей, связанных суг- 40 ных линеек расположены в одной плосколовыми смещениями измерительных-лине- . сти, перпендикулярной направляющим ек и воэможности увязать контролируемое линейкам .

1749697